[发明专利]改善放大器瞬态响应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信系统，更具体地说，是针对光纤通信系统中使用的放大器用于改善其瞬态响应性能的方法。

背景技术

光纤通信系统中，光纤放大器尤其是掺铒光纤放大器(EDFA)已经成为系统的核心器件之一。EDFA的产生和发展极大的推动了波分复用系统(WDM)的发展。在WDM应用中，经常会遇到信道加减(Add/Drop)的情况，在信道加减过程中，输入功率急剧变化，EDFA需要对这种变化做出迅速反应，以保持一直存在的信道(survivingchannel)的增益稳定。在某些应用中，甚至还会出现信号完全开关的情况，应用希望在很短短时间内稳定在目标增益处，这些都需要高速稳定的瞬态响应控制。

实现放大器的瞬态控制主要有两种方法：一种是前馈，一种是后馈。所谓前馈，就是使用输入光的信息，在输入光发生变化时依照输入功率直接调整泵浦电流，在探测到输出变化之前就对瞬态变化做出反应。而后馈就是以输入输出共同探测得到的增益为反馈信息，可以协助前馈更加精确地控制增益。两种控制方法各有优点(前馈迅速，后馈准确)，也可以同时使用于同一个放大器的控制。

放大器的瞬态响应依照输入条件的变化而不同。一般的，输入变化越剧烈，瞬态响应性能越差。采用前馈和后馈的方法可以较好的控制瞬态响应，但是往往并不够好。在相同的控制条件下，如果可以减小输入变化的幅度，就可以明显改善瞬态性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种在一定控制方法(前馈和后馈)的基础上，通过减小输入变化的方法改善瞬态响应的方法。

为了实现上述目的，本发明改善放大器瞬态响应的方法，其特征在于：在放大器的光输入端增加至少一附加信道，在输入光发生变化时，可以减小其输出的变化量。

其中，较佳方案为：所述附加信道通过一耦合器/波分复用器接于放大器的第一个光电二极管之前。

其中，较佳方案为：配合使用前馈或者后馈，或者前馈加后馈的方法，使用附加信道改善放大器的瞬态响应，所述附加信道通过一耦合器/波分复用器接于放大器的第一个光电二极管之前。

其中，较佳方案为：用于改善信道加减状态的瞬态响应，所述附加信道通过一耦合器/波分复用器接于系统的信道加减的开关之后。

其中，较佳方案为：用于改善信道开关状态的瞬态响应，所述附加信道通过一耦合器/波分复用器接于系统的信道开关的开关之后。

采用该方法的优点在于：

1、可以与其他控制技术并行共同使用，可以同时结合前馈及后馈的控制方法。

2、依照对于瞬态响应性能的不同要求，可以使用不同功率的附加信道，做到性能和成本的平衡。

3、对于某些小功率应用，增加输入光可以改善放大器的噪声性能。这种情况下，使用附加信道可以帮助改善噪声。

4、对于信道开关情况，这种方法更加有效，可以很大程度改善信道增减并去除控制时开关泵浦的时间。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方法进一步说明。

图1为比较典型的放大器的控制框图，控制电路通过PD采集输入光功率和输出光功率得到控制泵浦的信息。

图2，3为WDM系统中信道增减的示意图。

图4为信道开关状态的示意图，仅以单信道为例。显示了信道打开又关闭的过程。

图5为增加附加信道后的结构原理图，需要在输入端增加一光源，沿用PD的前馈和后馈。

图6为信道增减的状态下，增加附加信道25的结构原理图。

图7为信道开关的状态下，增加附加信道35的结构原理图。

图8为典型的瞬态响应性能的评估参数定义。系统应用中，希望过冲、下冲、增益偏差和稳定时间越小越好。

具体实施方式

下面结合附图对本发明改善瞬态控制的方法作进一步说明。

图5为增加附加信道后的控制框图，如图5所示：最简单的一个EDFA的例子是单级铒纤，包含耦合器11、12和两个光电二极管13、14(Input和Output)。当然这个放大器可以更加复杂；可以包括多级铒纤；包括VOA实现可变增益；可以包括增益平坦滤波器(GFF)等等，这些放大器的复杂性并不影响本发明附加信道15的使用。在输入光电二极管13之前通过一耦合器/波分复用器16增加一附加信道15，以确保所述光电二极管13可以探测到其功率，这样便于控制。